基于BIM的装配式建筑研究与应用赵清毅

基于BIM的装配式建筑研究与应用赵清毅

赵清毅

（珠海格力电器股份有限公司广东珠海519070）

摘要：将BIM技术应用于装配式建筑设计、生产、装修、管理的全过程，能够为装配式建筑提供技术保障，减少装配式建筑在二维设计时的出错率，实现了构件的三维设计，有效解决了不同专业以及预制构件的碰撞问题。运用BIM技术能够创新现代化的管理模式，对建筑构件的生产、安装进行标准化的管理，为装配式建筑的推行提供了技术保障。基于此，本文主要对BIM的装配式建筑研究与应用进行了简要的分析，希望可以为相关工作人员提供一定的参考。

关键词：BIM；装配式建筑；研究与应用

引言

随着建筑产业现代化的发展，装配式技术得到了大力的推广，预制构件在装配式建筑使用比例不断增高，如果不同专业在设计阶段没有配合协调好，则预制构件在现场施工安装的过程中必然会带来诸多的冲突，因此，装配式建筑中引入BIM（建筑信息模型）技术显得十分有必要。

1BIM技术应用于装配式建筑结构的施工特点

1.1材料构件

材料构件不但本身秉承可持续发展的理念具有绿色无污染噪音低且占地面积小的特点，而且在建筑建设过程中有比较强整体性，所以装配式建筑使用的材料构件更加符合社会发展趋势。

1.2施工的快慢

装配式建筑在建造施工过程中呈现程序化强、质量化高、标准化高、高效化明显的特点，因此装配式建筑建造速度更快。从施工质量的高低而言，装配式建筑的材料构件的质量更高，并且施工的高效率化和整体化更强，因而装配式建筑比传统建筑的质量会更高。

2BIM技术在预制装配式建筑施工中的应用

2.1深化设计

工程中的分项工程通常分属不同设计部门，分别涉及复杂的建筑、结构、水电、环控、消防等设施，在空间配置上常会发生设计冲突。在传统设计模式中，不同专业的设计师根据业主要求设计出所有的图纸，但是一旦遇到业主意见的变动，由此带来的更改图纸所消耗的精力巨大，也会造成较大的时间与经济的损失。而BIM技术主要采用一系列的三维建模软件，并且同时在一个相同的平台，由不同专业的设计人员设计出建筑、结构、给排水等信息化模型，模型是BIM技术设计过程的核心。各个专业的深化设计人员根据之前设计出的模型，校核一系列的数据，比如钢筋的数量及定位、预埋管线及孔洞的定位等[1]。并可以在BIM模型上进行构件制作、运输、安装的模拟，看是否存在碰撞、安装是否合理，也可以对施工现场进行合理的场地布置，对施工道路、管线、临时用水用电等设施进行合理的安排，使得施工现场工作的有序开展，也有利于管理人员更好的管理，实现项目的成本最优化控制。

2.2在构件制造中的应用

随着经济全球化的不断发展，信息全球化日益突出，大数据时代如期而至。大数据时代的到来不仅改变了人们的生活方式，同时转变了产业的发展方式。任何领域的发展均会产生许多数据，工程建设也不例外，因此数据的优化对提高施工质量是十分重要的。在构造构件时，为了有效的分析整理工程建设过程中涉及的相关信息数据，可利用BIM技术来存放工程建设生命周期数据，并把构件设定编码。在实施管理工作期间，为了防止构件丢失，将每个编号的构件安装上与之对应的芯片，实现一对一的连接状态，从而进行信息追踪。在制作过程中为了准确的分析相关信息，了解实际情况，从而精准地测量出构件的质量优劣，我们需要通过BIM技术来采集芯片信息，后根据实际情况配送到施工现场[2]。

2.3预制构件现场安装

在预制构件生产完毕编码之后，BIM平台需要进行构件安装步骤的追踪。BIM平台之前已经自动将预制构件按照种类及数量统计完毕，此时只需要在加工厂按照清单的内容进行清点确认，从而最终将不同类型规格和数量的预制构件直接运送到项目施工现场。利用信息控制系统与各个部门进行联动，实现信息共享。施工现场项目部通过BIM平台把项目现场的待安装的预制构件需求传递给预制构件企业信息控制系统，工厂有关管理人员及时做好准备工作，在项目现场进行接货并办理入库登记手续，实时反映到系统中。由于生产中对每一块构件进行编码，预制构件每件都有独一无二的标签代码，施工现场的工作人员只需要根据代码安装，通过手持终端仪器，施工企业管理人员能随时检查安装情况及工作进度。BIM技术可以准确管理整个施工现场，使管理的手段信息化。如各类工种的配置，施工者的调配等，通过BIM技术可以快速进行相应的施工管理。同时需加强信息化管理，进一步做到对每一位施工者的调配，使工程建筑更加有序。

3案例分析

3.1工程概况

某一栋三层别墅为装配式结构，工程的建筑面积372.2m2，其结构体系是整体装配式混凝土异形构件结构体系。在对该工程进行设计时，选择BIM技术，Revit软件对工程的模型进行创建，并通过对模型的分析进行结构优化设计。

3.2构件拆分

首先将该工程的各个结构数据导入到Revit软件中，形成一个三维立体模型，在该结构模型中主要涵盖了界面轮廓、钢筋信息以及施工材料等内容，然后对该模型进行局部的修正，继而对其进行构件拆分。在拆分过程中，首先要在Revit中使用Dynamo对构件进行可视化的编程[3]，而且还要在整个结构模型中将现浇构件拆分成多个部件，然后再将这些部件进行组件，最终完成构件的拆分工作。

3.3钢筋创建

在对工程钢筋创建时，要特别注意工程构件中的钢筋构造要求和拆分要求，不断完善钢筋的布置流程，同时还要调用二次开发程序，对建筑工程的钢筋参数信息不断完善，将钢筋材料合理的布置在预制构件中。要求：①从梁跨中后浇段中断开纵筋的过程中，后浇段甩开的长度能够满足套筒安装的尺寸。②在梁端方面，要选择最大值，同时还要考虑到预制梁钢筋的加密范围[4]。

3.4埋件布置

在对工程埋件进行布置时，要严格遵守相关的布置规则，在此工程中，需要首先构建出包含埋件的内嵌组，此外还要对梁柱、木板中的钢筋吊环的形状进行优化设计，并且要选择合理的布置位置。另外在布置预制柱上埋件时，需要建立专门的预制柱族，在预制柱的柱和墙的连接处，将钢板的高度设为实际高度，并将所有有关联的参数输入到Revit软件中，形成全局参数[5]。此外在Tekla中利用自定义组完成该装配式建筑的墙板中的埋件布置，这一操作是通过Tekla中的锚栓埋件命令实现的，在实际操作中，首先要对埋件的尺寸以及布置位置进行定义，然后选择墙体进行埋件的布置。

结束语

在装配式建筑设计建造的过程中，由于涉及的专业多、难度大，导致现场变更多、造价高，而BIM技术的应用正好解决了装配式建筑设计和建造过程中出现的问题。本文通过研究发现，BIM技术可以有效帮助装配式建筑提高设计效率和准确性，将设计、构件制作、施工紧密联系起来，减少了出错率，为促进我国建筑业转型提供技术保障。目前我国装配式建筑还在起步阶段，虽然装配式建筑已在一些发达地区修建，但是全国标准还未统一，接下来建筑业还将继续发展，进一步解决这些问题。

参考文献：

[1]叶浩文，周冲，韩超.基于BIM的装配式建筑信息化应用[J].建设科技，2017（15）：21-23.

[2]曹江红.基于BIM的装配式建筑施工应用管理模式研究[D].山东建筑大学，2017.

[3]段梦恩.基于BIM的装配式建筑施工精细化管理的研究[D].沈阳建筑大学，2016.

[4]白庶，张艳坤，韩凤，张德海，李微.BIM技术在装配式建筑中的应用价值分析[J].建筑经济，2015，36（11）：106-109.

[5]张德海，陈娜，韩进宇.基于BIM的模块化设计方法在装配式建筑中的应用[J].土木建筑工程信息技术，2014，6（06）：81-85.